東樹宏和 人間?環境学研究科助教を中心とする国際共同研究チーム（京都大学、ブラジル?サン?パウロ大学、デンマーク?オーフス大学、米?カリフォルニア大学）は、森の中で共存する多様な植物種が無数の真菌類（きのこ?かび類）と根で共生していることに注目し、その「植物－真菌ネットワーク」の複雑かつ特殊な構造を解明することに成功しました。
この発见は、「なぜ一つの森や草原の中で多様な植物种が共存できるのか」という问いに答える上で、また、「植物が养分を得る上で、土壌中の真菌が全体としてどう机能しているのか」解明する上で、新たな理论的基础を提供すると期待されます。
本研究成果は、英国科学誌「Nature Communications」誌に掲載される予定です。
研究者からのコメント
东树助教
大规模顿狈础バーコーディングとネットワーク理论を统合した今回の研究手法は、多様な生物种が共存するしくみをより深く理解していく上で、今后重要な土台となっていくと期待されます。また、この手法により、土壌中に无数に存在する微生物が、农地における作物种とどのような関係を构筑しているのか、その全体像を効率的に把握することが可能になります。
しかし、共生ネットワーク内に存在する真菌の中には、植物にとって何の利益ももたらさないものや、むしろ寄生的に働くものも含まれていると想像されます。 そのため、個々の真菌種の役割を効率的に評価する技術をさらに開発する必要があります。今後も研究を進め、森林生態系の再生や微生物を活かした農地管理の 基礎技術に結びつけていきたいと思います。
概要
现在地球上に存在する陆上植物のうち、种数にして少なくともその90％が、根に真菌类（きのこ?かび）を共生させています。この真菌类は、土壌中の窒素やリンといった养分を植物に供给する一方、植物から糖类を报酬として受け取ることで、持ちつ持たれつの関係を形成しています。生态系の基础的理解の面でも、また、农业における応用面でも、こうした植物と真菌类の関係は重要です。しかし、その复雑な共生関係の全体像を把握することは困难とされてきました。
この现状を打破する技术として注目されているのが、「顿狈础バーコーディング」という技术です（ （2013年10月19日発表）を参照）。东树助教らは、DNAバーコーディングで得られた植物根内の真菌類に関するデータを統合することで、どの植物種とどの真菌種がつながっているのかを解析しました。
その结果、さまざまな机能をもった真菌种が、复雑なネットワーク构造のもとに植物种间で共有されていることがわかりました（図）。この植物－真菌ネットワークは、植物とその花粉や种子を运ぶ动物との共生関係などで研究されてきたネットワークと比べて、种と种のつながりかた（ネットワーク构造）の面で根本的に异なる性质をもっていました。
この成果は、「本来、资源を夺い合う竞争関係にあるはずの植物种たちが、なぜ一つの森で共存できるのか」を解明する上で、新たな理论の土台となります。また、これまで全体像の把握が难しかった无数の地下真菌と植物との関係を统合的に解析できるようになったため、今后、农地の微生物群の机能理解に贡献していく可能性があります。
図：植物と共生真菌のネットワーク构造
详しい研究内容について
书誌情报
[DOI]
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Hirokazu Toju, Paulo R. Guimar?es, Jens M. Olesen & John N. Thompson
"Assembly of complex plant–fungus networks"
Nature Communications 5, Article number: 5273 Published 20 October 2014
掲载情报
- 日刊工業新聞（10月24日 19面）および科学新聞（11月7日 2面）に掲載されました。
